미 연구진, 코로나 백신용 지질연구로 실온서 백신 보관 기대

지질나노입자에 껍질 만들어 안정화
실온에서 2개월 보관 가능..화이자, 모더나 등 mRNA 백신에 활용 기대

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(서울=뉴스1) 성재준 바이오전문기자 = 해외에서 mRNA(메신저리보핵산) 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신의 냉동보관 문제를 해결할 수 있는 연구결과가 공개됐다. 이 연구는 실온에서 mRNA 백신을 보관 및 운송하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

미국 달라스 소재 텍사스대학교(UT달라스) 연구진은 지난 14일(현지시간) 전 세계적으로 mRNA 코로나19 백신을 배포할 때 운송 및 보관 중 동결온도 이하에서 RNA를 보존하는데 도움이 될 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

이 연구는 리포좀(리포솜) 및 기타 지질나노입자의 주위에 결정을 생성해 실온에서 안정적인 기간을 연장한 것으로 지난 13일 국제 학술지인 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)'에 게재됐다.

화이자나 모더나 코로나19 백신은 코로나19 바이러스의 RNA를 체내에 주입해 항원으로 작용한다. 면역계가 이 단백질을 항원으로 인식하면 이에 대항할 항체를 만들게 된다. 이때 만들어진 항체는 실제 코로나19 바이러스가 체내에 침입했을 때도 효과적으로 우리 몸을 방어할 수 있다.

이때 코로나19 RNA는 '지질나노입자기술(LNP)'을 통해 세포 안까지 mRNA가 전달된다. 특히 이 지질을 이용해 빈 방울 모양의 구조를 만들어 내부에 항원 유전자를 넣어 운반하는데 이를 리포좀이라 부른다.

이렇게 지질로 감싸는 이유는 mRNA가 단백질에 비해 외부 자극에 취약하며 실온에서 절단될 수 있기 때문이다. 특히 mRNA를 가수분해할 수 있는 리보누클레아제라는 효소는 사람의 피부나 내쉬는 숨 등에서 발견된다. 따라서 화이자 백신과 모더나 백신은 효능을 유지하기 위해 각각 영하 70도 및 영하 20도에서 보관 및 운송된다.

연구진은 지질나노입자를 안정화하기 위해 '막관통단백질'을 사용했다. 이 단백질은 세포 안에 존재하는 막 단백질로 세포 내 2중 지질층을 통과해 각종 이온 및 미량의 무기물 등 여러 작은 분자들이 세포 안팎으로 이동할 수 있도록 한다.

연구진은 리포좀을 아세트산아연과 메틸이미다졸과 함께 버퍼(완충액)에 혼합해 산염기(pH)를 조절한 결과 리포좀 주위에 결정이 형성된 것을 확인했다. 연구진은 이 지질구체 주변에서 생겨난 결정이 리포좀을 외골격처럼 완전히 감싸고 있다며 특정 동물들이 껍질을 형성하는 방식인 '생광물화 반응'과 유사하다고 설명했다.

연구진은 안정화된 지질나노 입자를 시험하기 위해 샘플을 2개월간 상온에서 방치했으나 지질입자에는 아무런 이상이 없었다.

제레미아 가센스미스 UT달라스 생화학과 교수는 "백신이 만들어진 뒤 전달되기까지 백신을 차갑게 유지하는 비용을 해결해야 한다"며 "(아직까지) 많은 국가들이 콜드체인을 유지할 수 있는 충분한 인프라가 없다"고 말했다.

이어 "이번 연구에서는 현재 접종되는 백신에 사용된 특정 지질나노입자를 대상으로 하지는 않았지만 이전까지 시도된 적 없는 방식으로 지질나노입자를 안정화시켰다"고 설명했다.

jjsung@news1.kr